【正文】 動(dòng) 集中驅(qū)動(dòng) 大皮帶輪 大皮帶輪 ⑶ 盡量減小機(jī)構(gòu)的尺寸 在滿足工作要求的前提下 ， 希望機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊 、 尺寸小 、重量輕 。 設(shè)計(jì)原則 ⑴ 滿足執(zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)動(dòng)形式 、 運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡方面的要求 。 齒輪加工 插 齒 滾 齒 直線運(yùn)動(dòng) 曲線運(yùn)動(dòng) 復(fù)合運(yùn)動(dòng) 往復(fù)擺動(dòng) 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) rpm 由兩個(gè)以上單一運(yùn)動(dòng)合成 間歇轉(zhuǎn)動(dòng) 停歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 停歇單向直線運(yùn)動(dòng) 沿可變曲線運(yùn)動(dòng) 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 沿固定曲線運(yùn)動(dòng) 往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 每分鐘轉(zhuǎn)位次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、運(yùn)動(dòng)系數(shù) 每分鐘擺動(dòng)次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、行程速度變化系數(shù) 每分鐘行程數(shù)、大小、行程速度變化系數(shù) 每次進(jìn)給量的大小 每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時(shí)間、行程大小和工作速度 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式 3. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)同一種運(yùn)動(dòng) ， 可以選用不同型式的機(jī)構(gòu) 。 運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)通常是對(duì)工藝方法和工藝動(dòng)作進(jìn)行分析，把其分解成若干個(gè)基本動(dòng)作。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn) ● 研究設(shè)計(jì)的全過程 ● 突出設(shè)計(jì)者創(chuàng)造性 ● 用系統(tǒng)工程處理人－機(jī)－環(huán)境的關(guān)系 ● 尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案和參數(shù) ● 動(dòng)態(tài)的 、 精確的分析和計(jì)算機(jī)械的工作性能 ● 將計(jì)算機(jī)全面引入設(shè)計(jì)全過程 機(jī)械設(shè)計(jì)常用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 優(yōu)化設(shè)計(jì) 可靠性設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 有限元法 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 虛擬設(shè)計(jì) 協(xié)同設(shè)計(jì) 一 、 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 1. 執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì) 確定產(chǎn)品工作原理的設(shè)計(jì) ， 即根據(jù)機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能 ，考慮選擇何種工作原理來實(shí)現(xiàn)所需的功能要求 。 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在長期運(yùn)用中不斷得到完善 ， 是符合當(dāng)代技術(shù)水平的有效設(shè)計(jì)方法 。 4. 在設(shè)計(jì)過程中 ， 注意先總體設(shè)計(jì) ， 后零部件設(shè)計(jì)；先概要設(shè)計(jì) ， 后詳細(xì)設(shè)計(jì)；先運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) ， 后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。 機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多 ， 所有的設(shè)計(jì)內(nèi)容都要求設(shè)計(jì)者將其明確無誤地表達(dá)為圖樣或軟件形式 ， 并經(jīng)過制造 、 裝配 ， 才能成為產(chǎn)品 。 二 、 課程設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 1. 機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)循序漸進(jìn) 、 逐步完善和提高的過程 。 6. 主要零部件工作能力設(shè)計(jì) 對(duì)執(zhí)行系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)中的非標(biāo)準(zhǔn)零部件，進(jìn)行工作能力和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 根據(jù)機(jī)械各執(zhí)行構(gòu)件上承受的載荷性質(zhì)和大小 ， 考慮機(jī)械系統(tǒng)效率 ， 計(jì)算出機(jī)械的輸出功率 ， 然后確定原動(dòng)機(jī)應(yīng)有的功率 、 轉(zhuǎn)速 ， 從而選擇適宜的原動(dòng)機(jī)型號(hào) 。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括確定機(jī)構(gòu)的主要尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖等。 完成同一生產(chǎn)任務(wù)的機(jī)器 ， 可以有多種工作原理和運(yùn)動(dòng)方案 ， 而同一種方案 ， 有可以有不同的組合 。設(shè)計(jì)任務(wù)書詳細(xì)規(guī)定了機(jī)械的用途、主要性能參數(shù)、工作環(huán)境條件、生產(chǎn)指標(biāo)和成本預(yù)算等。 ⑸ 正確使用課程設(shè)計(jì)參考資料和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，認(rèn)真計(jì)算和繪圖，力求設(shè)計(jì)圖樣符合國家標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算結(jié)果正確。 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)包括： ⑴ 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) ● 根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的工作要求 ， 確定執(zhí)行系統(tǒng)的工作原理 ● 擬定工藝動(dòng)作和執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式 ● 進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型與組合 ● 進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) ， 繪制工作循環(huán)圖 ● 進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì) ， 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 ● 進(jìn)行機(jī)械動(dòng)力學(xué)性能分析 ， 設(shè)計(jì)調(diào)速飛輪 ● 對(duì)執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)與決策 ⑵ 原動(dòng)機(jī)類型的選擇和傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) ● 選擇原動(dòng)機(jī)的類型和主要參數(shù) ， 確定傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比 ● 選擇機(jī)械傳動(dòng)裝置的類型 ， 擬定傳動(dòng)鏈的布置 ， 分配各級(jí)傳動(dòng)比 ， 確定各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本參數(shù) ， 對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和決策 ⑶ 執(zhí)行系統(tǒng) 、 傳動(dòng)系統(tǒng)零部件工作能力和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ● 進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng) 、 傳動(dòng)系統(tǒng)主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核計(jì)算 三、課程設(shè)計(jì)的要求 ⑴ 了解機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程和要求，以機(jī)械總體設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，采用系統(tǒng)分析的方法，合理確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案和結(jié)構(gòu)布局。機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì) 機(jī)械工程學(xué)院 秦 偉 一 、 課程設(shè)計(jì)的目的 、 機(jī)械原理 、 機(jī)械設(shè)計(jì)是高等學(xué)校工科機(jī)械類和機(jī)電類專業(yè)學(xué)生的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程 ， 在培養(yǎng)工科學(xué)生的綜合素質(zhì) 、機(jī)械設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力方面占有不可替代的重要地位 。 ⑵ 以所學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ) ， 針對(duì)具體設(shè)計(jì)題目 ， 充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性 ， 獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)分配的各項(xiàng)任務(wù) ， 并注意與同組其他同學(xué)進(jìn)行協(xié)商與協(xié)調(diào) 。 ⑹ 在條件許可時(shí) ， 盡可能多采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù) ，完成課程設(shè)計(jì)中分析計(jì)算和圖形繪制 。學(xué)生應(yīng)首先對(duì)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行分析，了解設(shè)計(jì)任務(wù)和要求。 設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)具體要求 ， 充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造能力 ， 設(shè)計(jì)出效率高 、 工作可靠 、 成本低的運(yùn)動(dòng)方案 。 在機(jī)械運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)中，如果經(jīng)過運(yùn)動(dòng)分析發(fā)現(xiàn)，所選擇的運(yùn)動(dòng)方案沒有滿足或沒有完全滿足預(yù)期的運(yùn)動(dòng)要求，應(yīng)修改運(yùn)動(dòng)方案，或調(diào)整構(gòu)件尺寸、進(jìn)行結(jié)構(gòu)變異等，重新對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。 5. 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的功能是將原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行傳遞和變換，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)速度和力的要求。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)械零部件的工況條件和主要失效形式，選定零件的材料和熱處理方式，依據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，確定其合理的幾何形狀和結(jié)構(gòu)尺寸，繪制機(jī)械裝配圖和零件工作圖。是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程 ， 要從機(jī)械系統(tǒng)整體需要考慮 。 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 、 工作能力計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中必備知識(shí)和基本技能 ， 同學(xué)們應(yīng)自覺加強(qiáng)理論與工程實(shí)踐的結(jié)合 ，掌握認(rèn)識(shí) 、 分析 、 解決問題的基本方法 ， 提高設(shè)計(jì)能力 。 遇到設(shè)計(jì)難點(diǎn)時(shí) ， 要從設(shè)計(jì)目標(biāo)出發(fā) ， 在滿足鞏固能力和工作環(huán)境要求的前提下 ， 首先解決主要矛盾 ， 逐漸化解其他矛盾；提倡使用成熟軟件和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 。 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是以靜態(tài)分析 、 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) 、 手工勞動(dòng)為特征的設(shè)計(jì)方法 ， 設(shè)計(jì)結(jié)果的近似性較大 ， 難以獲得最優(yōu)方案 ,設(shè)計(jì)帶有一定的局限性 。 實(shí)現(xiàn)某種預(yù)期的功能要求 ， 可以采用多種不同的工作原理 。工藝動(dòng)作分解的方法不同，所形成的運(yùn)動(dòng)方案也不同。 所謂機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì) ， 是指究竟選擇何種機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動(dòng) 。 ⑵ 盡量簡(jiǎn)化和縮短運(yùn)動(dòng)鏈 ， 選擇較簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)同樣的運(yùn)動(dòng)要求 ， 應(yīng)盡量采用構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)最少的機(jī)構(gòu) 。 機(jī)械的尺寸和重量 ， 隨機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)的不同而有較大差別 。缺點(diǎn)是高副元素形狀復(fù)雜且易于磨損 ， 一般用于低速輕載場(chǎng)合 。 機(jī)構(gòu)中若有虛約束 ， 則要求提高加工和裝配精度 ， 否則將會(huì)產(chǎn)生很大的附加內(nèi)應(yīng)力 ， 甚至?xí)a(chǎn)生楔緊現(xiàn)象而使運(yùn)動(dòng)發(fā)生困難 ， 因此應(yīng)盡量避免采用虛約束 。 方法 選擇具有兩個(gè)自由度的機(jī)構(gòu) ， 將其中一個(gè)原動(dòng)件作為主原動(dòng)件 ， 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作所要求的運(yùn)動(dòng) ， 另一個(gè)原動(dòng)件作為調(diào)節(jié)原動(dòng)件 ， 當(dāng)調(diào)整到需要位置后 ， 使其固定不動(dòng) ，整個(gè)機(jī)構(gòu)成為具有一個(gè)自由度的系統(tǒng) 。 ⑴ 按照?qǐng)?zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型 嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu) 傳遞連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 摩擦輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng) 鏈傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 平行四邊形機(jī)構(gòu) 帶傳動(dòng) 雙曲柄機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 齒輪 — 連桿機(jī)構(gòu) 單向間歇 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu) ⑴ 按照?qǐng)?zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型 凸輪機(jī)構(gòu) 螺旋機(jī)構(gòu) 傳遞 往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 正弦機(jī)構(gòu) 多桿機(jī)構(gòu) 正切機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 組合機(jī)構(gòu) 齒輪齒條機(jī)構(gòu) 液壓缸、氣缸 連桿機(jī)構(gòu) ⑴ 按照?qǐng)?zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型 齒輪 — 連桿組合機(jī)構(gòu) 聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu) 再現(xiàn)軌跡機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu) 凸輪 — 連桿組合機(jī)構(gòu) ⑴ 按照?qǐng)?zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型 ⑵ 按照動(dòng)作功能分解與組合原理進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型 基本機(jī)構(gòu)的功能符號(hào) 運(yùn)動(dòng)形式變換 運(yùn)動(dòng)方向 交替變換 運(yùn)動(dòng)縮小 運(yùn)動(dòng)合成 運(yùn)動(dòng)放大 運(yùn)動(dòng)分解 運(yùn)動(dòng)軸線變向 運(yùn)動(dòng)脫離 運(yùn)動(dòng)連接 流體 機(jī)構(gòu) 摩擦輪 機(jī)構(gòu) 齒輪機(jī)構(gòu) 螺旋、斜面機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu) 流體傳動(dòng)原理 摩擦傳動(dòng)原理 嚙合傳動(dòng)原理 推拉傳動(dòng)原理 傳動(dòng)原理 功能 機(jī)構(gòu) 舉例 設(shè)計(jì)題目 精鍛機(jī)主機(jī)構(gòu) 總功能 當(dāng)加壓執(zhí)行構(gòu)件 (沖頭 )上下運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 能鍛出較高精度的毛坯 。 以擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)為基本機(jī)構(gòu) ， 在導(dǎo)桿延長線上的一點(diǎn)連接一個(gè) RRPⅡ 級(jí) 組 ， 形成六桿機(jī)構(gòu) ， 增加了執(zhí)行構(gòu)件滑塊的行程 ， 且具有工作行程近似等速的優(yōu)點(diǎn) 。 輸入 輸出 子機(jī)構(gòu) II 子機(jī)構(gòu) I II型串聯(lián) 后一級(jí)子機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件為前一級(jí)子機(jī)構(gòu)的連桿。 復(fù)合式組合 特點(diǎn) 將一個(gè)多自由度機(jī)構(gòu) (稱基礎(chǔ)機(jī)構(gòu) )中的某兩個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)用另外一機(jī)構(gòu) (稱約束機(jī)構(gòu) )將其聯(lián)系起來 ， 使其成為一個(gè)單自由度機(jī)構(gòu)的組合 。 反饋式組合 特點(diǎn) 多自由度機(jī)構(gòu) (稱基礎(chǔ)機(jī)構(gòu) )中的一個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)是通過單自由度機(jī)構(gòu)從該多自由度機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件回饋的 。 擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu) 1 2 3 1 2 3 連桿 — 凸輪機(jī)構(gòu) 高副低代 運(yùn)動(dòng)副變換 例如，轉(zhuǎn)動(dòng)副變異為移動(dòng)副、高副變異為低副、低副變異為高副等。 這種協(xié)調(diào)配合圖通常稱為機(jī)械的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 ， 作為選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式和擬定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的依據(jù) 。 ? ?0 范成運(yùn)動(dòng) i??0 ?? ? ?0 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度的協(xié)調(diào)配合 范成法加工時(shí) ， 刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動(dòng)比 。 ? ?0 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度的協(xié)調(diào)配合 范成法加工時(shí) ， 刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動(dòng)比 。 90186。 圓周式工作循環(huán)圖 圖示單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)圖。 360186。 90186。 餅干 1 3 4 2 M B A 5. 方案 評(píng)價(jià)與決策 評(píng)價(jià)指標(biāo) ● 系統(tǒng)功能 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡 、 實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作的準(zhǔn)確性 ● 運(yùn)動(dòng)性能 運(yùn)轉(zhuǎn)速度 、 行程可調(diào)性 、 運(yùn)動(dòng)精度等 ● 動(dòng)力性能 承載能力 、 增力特性 、 傳力特性 、 振動(dòng)噪音等 ● 工作性能 效率高低 、 壽命長短 、 可操作性 、 安全性 、可靠性適用范圍等 ● 經(jīng)濟(jì)性 加工難易 、 能耗大小 、 制造成本等 ● 結(jié)構(gòu)緊湊性 尺寸 、 重量 、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等 評(píng)價(jià)方法 評(píng)分法 針對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)中各個(gè)項(xiàng)目 ， 選擇一定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和總分計(jì)分法對(duì)方案的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)價(jià) 。適用于大功率離心式水泵和通風(fēng)機(jī)等。 氣動(dòng)馬達(dá) 常用原動(dòng)機(jī)的類型及主要特點(diǎn) 可獲得很大的動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩，運(yùn)動(dòng)速度和輸出動(dòng)力、轉(zhuǎn)矩調(diào)整控制方便，易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工藝過程的動(dòng)作要求；但需要有高壓油的供給系統(tǒng)，油溫變化較大時(shí)，影響工作穩(wěn)定性；密封不良時(shí)，污染工作環(huán)境；液壓系統(tǒng)制造裝配要求高。廣泛用于工業(yè)控制、軍事、航空航天等領(lǐng)域。 第五節(jié) 機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程 設(shè)計(jì)題目 牛頭刨床外形圖 皮帶傳動(dòng) (機(jī)構(gòu) ) 小皮帶輪 皮帶 3和大皮帶輪4(包括軸 ， 軸承 、機(jī)架等 ) 齒輪機(jī)構(gòu) 齒輪 6和 10(或 13和 16， 18和 19，36和 37等 ) 牛頭刨床結(jié)構(gòu)組成 2. 結(jié)構(gòu)組成 2. 結(jié)構(gòu)組成 牛頭刨床結(jié)構(gòu)組成 螺旋機(jī)構(gòu) 螺桿 46和螺母 47 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 大齒輪 19(包括銷釘 20)， 滑塊2 導(dǎo)桿 22， 滑塊 24等 凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪 33和從動(dòng)件35(包括滾子 34) 2. 結(jié)構(gòu)組成 牛頭刨床結(jié)構(gòu)組成 棘輪機(jī)構(gòu) 扇形齒輪 37， 棘爪 3